WO2020254765A1 - Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante - Google Patents

Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante Download PDF

Info

Publication number
WO2020254765A1
WO2020254765A1 PCT/FR2020/051056 FR2020051056W WO2020254765A1 WO 2020254765 A1 WO2020254765 A1 WO 2020254765A1 FR 2020051056 W FR2020051056 W FR 2020051056W WO 2020254765 A1 WO2020254765 A1 WO 2020254765A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shutter
switching element
vision
cycle
closing
Prior art date
Application number
PCT/FR2020/051056
Other languages
English (en)
Inventor
Geoffroy Deltel
Original Assignee
Photonis France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Photonis France filed Critical Photonis France
Priority to JP2021575376A priority Critical patent/JP2022536961A/ja
Priority to AU2020298122A priority patent/AU2020298122A1/en
Priority to BR112021025485A priority patent/BR112021025485A2/pt
Priority to CN202080045109.0A priority patent/CN113994300A/zh
Priority to EP20785774.9A priority patent/EP3973343A1/fr
Priority to CA3143860A priority patent/CA3143860A1/fr
Priority to KR1020227001836A priority patent/KR20220024709A/ko
Priority to US17/596,780 priority patent/US11768381B2/en
Publication of WO2020254765A1 publication Critical patent/WO2020254765A1/fr
Priority to IL289025A priority patent/IL289025A/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G06F3/013—Eye tracking input arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/017—Head mounted
    • G02B27/0172—Head mounted characterised by optical features
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
    • G02B23/125—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification head-mounted
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/13306—Circuit arrangements or driving methods for the control of single liquid crystal cells
    • G02F1/13318—Circuits comprising a photodetector
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/15—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on an electrochromic effect
    • G02F1/163—Operation of electrochromic cells, e.g. electrodeposition cells; Circuit arrangements therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0118—Head-up displays characterised by optical features comprising devices for improving the contrast of the display / brillance control visibility
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light

Definitions

  • the invention relates to the field of vision devices intended to be mounted on the head of a user, and able to offer him both a direct view of a surrounding scene and a view of a virtual image.
  • vision devices of the telescope, helmet, or mask type capable of being mounted on the head of a user in order to offer him at the same time a view of a surrounding scene, seen through an at least partially transparent screen, and a view of a virtual image.
  • Such devices form augmented reality vision devices.
  • the virtual image is formed at a distance from the eye, then brought into the user's field of vision by a partially transparent offset element which extends to the front of the eye.
  • One of the ideas at the basis of the invention consists in adapting this concept to the field of night vision, by proposing a vision device intended to be mounted on the head of a user, able to offer him both a direct vision of a surrounding scene and a view of the same scene in night vision.
  • Another objective of the present invention is to ensure that such a vision device offers great discretion in use under low light conditions.
  • a vision device intended to be mounted on the head of a user, comprising:
  • a night vision device configured to form intensified and / or infrared images of a surrounding scene, called first virtual images; an offset element, at least partially transparent, and configured to, in use, be positioned in front of an eye of the user and project said first virtual images into the user's field of vision;
  • a shutter positioned so that in use the offset element is between the shutter and the eye of the user, and able to take an open position in which it has a first transmission rate and a position closed in which it has a second transmission rate, lower than the first transmission rate;
  • a switching element able to take an open position in which it allows the transmission of the first virtual images by the night vision device or their transfer from the night vision device to the offset element, and a position formed in which it blocks said transmission or said transfer;
  • control device configured to control the opening and closing of the shutter as well as the opening and closing of the switching element, so that the shutter is closed for all or part of a period during which the switching element is open, and vice versa.
  • period refers to a duration, or interval of time.
  • the vision device is able to offer the user both a direct vision of a surrounding scene, seen in transparency through the offset element at least, and a night vision view of the same scene, corresponding to the first virtual images formed by the night vision device and projected into the user's field of vision.
  • the switching element according to the invention can alternately take an open position or a closed position.
  • the switching element In its open position, the switching element allows the transmission of the first virtual images by the night vision device or their transfer from the night vision device to the offset element. Light radiation from the night vision device can then form parasitic reflections at the level of the offset element and / or on the user's eye and / or on the user's skin in an area of the face close to the eye.
  • the switching element blocks the transmission of the first virtual images by the night vision device or their transfer from the night vision device to the offset element.
  • no light radiation coming from the night vision device is likely to form parasitic reflections at the level of the offset element and / or on the eye of the user and / or on the skin of the user in an area of the face close to the eye.
  • the shutter according to the invention can alternately take an open position or a closed position.
  • the shutter In its open position, the shutter lets light pass from the surrounding scene to the eye, giving the user a direct view of the surrounding scene.
  • the shutter In its closed position, the shutter blocks the passage of light between the surrounding scene and the user's eye. The user is then prevented from directly observing the surrounding scene. In this position, the shutter also prevents light radiation coming from the night vision device, reflecting in the offset element and / or on the user's eye and / or on the user's skin. in an area of the face close to the eye, can be seen by a third party observer. This blocking of parasitic reflections by the shutter is all the more relevant in low light conditions, in which the latter could be easily spotted by a third party observer.
  • the control device allows that, during at least part of the time during which the switching element is in the open position, the shutter is in the closed position.
  • the shutter prevents these spurious reflections from being seen by a third party observer.
  • the control device also allows that, during at least part of the time during which the switching element is in the closed position, the shutter is in the open position.
  • the shutter allows the user a direct view of the surrounding scene.
  • the shutter allows the user a direct vision of the surrounding scene.
  • the vision device thus offers both a direct view of the surrounding scene, and the view of the same scene in night vision. These two views of the surrounding scene are not offered to the user at the same times, which guarantees great discretion in using the viewing device, even in low light conditions.
  • control device has an operating mode in which it is configured for:
  • the shutter is closed for all or part of the period during which the switching element is open, and vice versa.
  • control device is able to control a variation of a duty cycle of the first successive opening and closing cycles of the shutter and / or a variation of a duty cycle of the second successive opening and closing cycles. closing of the switching element.
  • the duty cycle of a first cycle is equal to the length of time the shutter is in the open position during this first cycle divided by the total duration of this first cycle.
  • the duty cycle of a second cycle is equal to the time that the switching element is in the open position during this second cycle divided by the total time of this second cycle.
  • control according to successive opening and closing cycles defines a periodic signal, where appropriate with a variable duty cycle over time.
  • the periodic signal is preferably at a fixed frequency.
  • this periodic signal can be at a variable frequency over time.
  • the control device advantageously has an operating mode in which it is configured to control the opening and closing of the shutter as well as the opening and closing of the switching element so that the shutter is closed during all the time when the switching element is open, and vice versa.
  • the invention also covers a method implemented in a vision device according to the invention, which comprises the following steps:
  • the method according to the invention comprises the following steps:
  • the shutter is closed for all or part of the period during which the switching element is open, and vice versa.
  • FIG. IA schematically illustrates a vision device according to the invention, mounted on the head of a user
  • FIG. IB schematically illustrates a first embodiment of a vision device according to the invention
  • FIG. IC schematically illustrates the vision apparatus of FIG. IB, in a first configuration
  • FIG. 1D schematically illustrates the vision apparatus of FIG. 1B, in a second configuration
  • FIG. 2 schematically illustrates a second embodiment of a vision device according to the invention
  • FIG. 3 schematically illustrates a third embodiment of a vision device according to the invention
  • FIG. 4 schematically illustrates a fourth embodiment of a vision device according to the invention.
  • FIG. 5A schematically illustrates a method implemented in a vision device according to the invention.
  • FIG. 5B schematically illustrates a fifth embodiment of a vision device according to the invention. DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
  • FIG. 1A illustrates, schematically, a vision device 100 according to the invention mounted on the head of a user 10.
  • the vision device 100 forms a portable device, able to be mounted on the user's head. 10 by covering at least part of his face at eye level.
  • the vision device 100 is for example in the form of glasses, a mask or a helmet incorporating the elements of the vision device 100. In use, the vision device 100 is fixed relative to the face. user's head 10.
  • the eye of the user has been shown, in order to facilitate understanding of the invention. It is understood that the eye is not part of the vision apparatus according to the invention.
  • FIG. 1B schematically illustrates the vision apparatus 100 according to a first embodiment of the invention.
  • the vision apparatus 100 here comprises: a night vision device 110, an offset element 120, a shutter 140, a switching element 160, and a pilot device 150.
  • Night vision device 110 designates an imaging device for improving night vision, in low light conditions.
  • a device preferably uses a technology based on light intensification, thermal detection, low level detection of light (in particular using CMOS sensors), or a combination of these technologies. It is configured to acquire an intensified and / or infrared image of a surrounding scene.
  • An intensified image here denotes an image formed by amplifying an incident light flux, or formed using a high sensitivity sensor.
  • the night vision device 110 may comprise an image intensifier tube, provided with a photocathode, an electron multiplication means and a phosphor screen.
  • the photocathode converts an incident flow of photons into a flow of electrons. This flow of electrons is accelerated and propagates to the multiplication means, at which the energy of each accelerated incident electron causes the emission of several secondary electrons. This generates an intense flow of electrons.
  • the intense flux of electrons is received by a phosphor screen, and converted by the latter into an intense flux of photons.
  • This intense flow of photons corresponds to the flow of photons incident on the photocathode, but more intense.
  • the night vision device 110 thus provides an intensified image of the surrounding scene, which is projected at the outlet of the intensifier tube.
  • the night vision device 110 can comprise a matrix of ultra-sensitive sensors in the visible and / or sensitive in the infrared, to acquire an image which is then displayed on a display screen.
  • Said array of sensors may comprise low light level CMOS or CCD sensors, and / or electron bombarded CMOS or CCD sensors, and / or intensified CMOS or CCD sensors, and / or infrared sensitive photodiodes, etc. .
  • the infrared bands concerned are in particular SWIR (short infrared, corresponding to wavelengths ranging from 1.4 pm to 3 pm), MWIR (medium infrared, corresponding to wavelengths ranging from 3 pm to 8 pm ) and / or LWIR (far infrared, corresponding to wavelengths ranging from 8 pm to 15 pm), or even near infrared (corresponding to wavelengths ranging from 0.75 pm to 1.4 pm ).
  • the night vision device 110 thus provides an intensified and / or infrared image of the surrounding scene, which is displayed on the display screen.
  • the image supplied at the output of the night vision device 110 is called “first virtual image”. This image is formed by light radiation belonging to the visible spectrum (between 400 nm and 700 nm). In other words, the night vision device 110 captures at wavelengths that may belong to the infrared, but restores an image in the visible spectrum.
  • the offset member 120 extends between the outlet of the night vision device 110, and a region located, in use, in front of an eye 11 of the user. In use, at least part of the offset member 120 extends in front of the user's eye 11.
  • the offset element 120 is configured to project, into the user's field of vision, the first virtual images supplied at the output of the night vision device 110.
  • the offset element is at least partially transparent in the visible spectrum, to avoid disturbing the direct view of the surrounding scene. he has a visible transmission rate greater than or equal to 10%, or even greater than or equal to 30%.
  • the offset element 120 comprises a planar waveguide, configured to receive as input the first virtual images supplied by the night vision device 110, to guide these images to an extraction zone, located in use. in front of the user's eye 11, and to project these images towards the user's eye 11.
  • Two holographic elements are advantageously formed on the planar waveguide, one to play a role of deflecting collimated incident radiation, at the night vision device 110, the other to diffract the light towards the eye. of the user, at the level of the extraction zone.
  • the offset element 120 may comprise a prism, in particular a thick glass which extends at least partially in front of the eye 11, in use.
  • Figure IB there is shown in dotted lines the light radiation from the surrounding scene and propagating to the night vision device 110, as well as the light radiation supplied at the output of the night vision device and propagating up to the user's eye passing through the offset element 120.
  • the shutter 140 is configured to extend, in use, in front of the user's eye 11, on the side of the offset member 120 opposite the eye 111.
  • the offset member 120 is located then between the shutter 140 and the eye 11.
  • the shutter does not necessarily have the same extent as the offset element 120.
  • the shutter 140 extends here in relation to only part of the offset element, located in use in front of the user's eye.
  • the shutter can protrude laterally relative to the offset element, in particular to block as well as possible the light rays reflected on the user's eye and / or on his skin, in an area of the surrounding face. the eye.
  • the vision device is provided with a screen 180 which is at least partially transparent in the visible range, of the spectacle glass type, or mask screen, or helmet visor.
  • the offset member 120 extends between the screen 180 and the user's eye.
  • the shutter 140 is placed against the screen 180, and extends along all or part of the surface of the latter.
  • the shutter 140 here extends against the screen 180, on the same side of the screen as the offset element 120.
  • the shutter 140 extends against the screen 180, on the side. of the screen opposite to the offset element 120.
  • the shutter 140 can then be attached against the offset element 120, on the side opposite to the user's eye. In all cases, the shutter 140 can extend along a non-planar surface, for example to follow the curvature of the screen 180.
  • the shutter 140 is able to take two positions among an open position, in which it has a first transmission rate, and a closed position, in which it has a second transmission rate lower than the first transmission rate.
  • the first transmission rate, or low rate is less than 1%, in the visible
  • the second transmission rate, or high rate is greater than 30%, in the visible.
  • the second transmission rate should be as high as possible, but a rate of the order of 30% will not disturb the user, simply giving the impression of seeing through lightly tinted glasses.
  • the shutter 140 may be of the matrix type, formed for example of a liquid crystal screen.
  • the shutter may be of the electro-chromic type, capable of changing color and transmission rate in response to the application of an electric charge, by an oxidation-reduction phenomenon. The phenomenon is reversible.
  • the shutter may return to its original transmission rate automatically, after a predetermined time interval, or in response to the application of a very low electrical charge. It can thus quickly alternate between these two positions, while having low energy consumption.
  • the shutter 140 In its closed position, the shutter 140 blocks the passage of light, in both directions. Thus, the light from the surrounding scene does not reach the user's eye, so that the user does not directly see the surrounding scene.
  • the shutter 140 prevents light radiation passing through the offset element 120 and / or reflected on the user's eye and / or reflected on the user's skin in an area of the face close to the eye, can be seen by a third party observer, in particular a light radiation coming from the night vision device 110. In this position, the user has no direct vision of the surrounding scene, but it is also hardly visible to a third party observer.
  • the shutter 140 In its open position, the shutter 140 allows the passage of light in both directions. In this position, the light coming from the surrounding scene reaches the user's eye, who can thus directly observe said scene. In addition, light radiation passing through the offset element 120 and / or reflected on the user's eye and / or reflected on the user's skin in an area of the face close to the eye can be seen. by a third-party observer, in particular light radiation coming from the night vision device 110. In this position, the user has a direct vision of the surrounding scene, but he is also more visible to a third-party observer.
  • the shutter 140 is able to alternate rapidly between these two positions, according to cycles of a frequency for example greater than or equal to 50 Hz, or even greater than or equal to 140 Hz (where the duration of one cycle corresponds to the time between two successive passages in the open position).
  • the shutter 140 is advantageously able to alternate between these two positions, so that the user does not perceive these alternations and has a continuous view of the surrounding scene, due to the persistence of the retina.
  • the shutter 140 must also, as far as possible, have a mass compatible with portable devices on the head, have low energy consumption, be compatible with the current conditions of use (temperature, pressure, shocks, etc.), and offer a high extinction rate.
  • the switching element 160 is disposed at the output of the night vision device 110, upstream of the offset element 120 in the direction of circulation of the light at the outlet of the night vision device 110.
  • the switching element 160 is able to take two positions among an open position in which it allows the transmission of the first virtual images by the night vision device 110 or their transfer from the night vision device. 110 towards the offset element 120, and a formed position in which it blocks said transmission or said transfer.
  • the switching element 160 is formed here by a liquid crystal screen, or an electro-chromic type shutter as described above. It is configured to authorize or block, as the case may be, the transfer of the virtual image from the night vision device 110 to the offset element 120. It is considered that the switching element 160 blocks or authorizes the passage. of light, even when in practice the blocking may simply correspond to a first transmission rate and the authorization to a second transmission rate higher than the first transmission rate.
  • the switching element 160 is configured to control the operation or the stopping of the emission of light by the night vision device 110.
  • An image intensifier tube can for example be provided with a such switching element, allowing the tube to alternate between an operating position (light emission) and a stop position (no light emission), in cycles of a duration which may be less than 1 ps (where the duration of a cycle corresponds to the duration between two successive passages in the operating position).
  • a display screen of a night vision device can be provided with such a switching element, allowing the screen to alternate between an operating position (light emission) and an off position ( no light emission).
  • the switching element 160 allows the transfer of the first virtual images from the night vision device 110 to the offset element 120, or simply their transmission by the night vision device 110.
  • the user sees the first virtual images which are projected in his field of vision.
  • the light radiation emitted by the night vision device 110 forms parasitic reflections within the offset element 120 and / or on the user's eye 11 and / or on the user's skin in an area of the face close to the eye.
  • the switching element 160 blocks the transfer of the first virtual images from the night vision device 110 to the offset element 120, or simply their transmission by the night vision device 110.
  • the user does not see any image from the night vision device. Since no radiation from the night vision device reaches the offset element, there is no parasitic reflection associated with such radiation within the offset element 120 and / or on the eye 11 of the user and / or on the skin of the user in an area of the face close to the eye.
  • the control device 150 preferably comprises a central unit having a processor implementing programs stored in a memory. It is configured to drive the position of the switching element 160 together with the position of the shutter 140, such that the shutter 140 is closed during all or part of a period during which the switching element 160 is open. , and that the shutter 140 is open during all or part of a period during which the switching element 160 is closed.
  • the vision apparatus according to the invention offers a night vision view of the surrounding scene.
  • the vision device according to the invention offers a direct view of the surrounding scene, here in transparency through the offset element 120 at least.
  • the vision device according to the invention can thus offer both a transparent view of the surrounding scene and a night vision view of the same scene.
  • these two views are not offered simultaneously, as is the case in the augmented reality vision devices of the prior art, but at least partly alternately.
  • the vision device according to the invention can in particular take two configurations, illustrated respectively in FIGS. 1C and 1D.
  • the switching element 160 allows the transfer of the first virtual images from the night vision device 110 to the offset element 120, and the shutter 140 is closed.
  • the user has a night vision view of the surrounding scene (thanks to the first virtual images emitted by the night vision device 110 and projected into its field of view), but has no direct view of the surrounding scene (because of the closed position of the shutter 140). Thanks to the closed position of the shutter 140, parasitic reflections formed by the light radiation emitted by the night vision device 110 are prevented from being seen by a third party observer.
  • the switching element 160 is closed, so as to prevent the transfer of the first virtual images from the night vision device 110 to the offset element 120, and the shutter 140 is open.
  • the user has a direct view of the surrounding scene.
  • he has no night vision view of the surrounding scene since the first virtual images are not projected in his field of vision.
  • the formation of parasitic reflections likely to be seen by a third party observer is avoided by blocking, at the switching element 160, the light radiation emitted by the night vision device 110.
  • the pilot device 150 is configured to open and close the shutter 140 according to first successive cycles each comprising a period of time during which the shutter 140 is open and a period of time during which the shutter is closed. Ignoring the switching times, each cycle is made up of each of these two periods. At each cycle, the shutter 140 will successively prevent and allow a direct view of the surrounding scene. Preferably, each cycle lasts less than 50 ms, more preferably less than 5 ms, for example about 1 ms. Due to retinal persistence, the user will thus have a direct and continuous view of the surrounding scene. This vision of the surrounding scene is a so-called natural vision, without any reduction in the user's field of vision.
  • the duration of the first cycles defines a frequency of opening and closing of the shutter.
  • first duty cycle equal for each first cycle to the duration during which the shutter 140 is in the open position divided by the total duration of this first cycle.
  • this first duty cycle is variable over time.
  • the value of the first duty cycle is then controlled by the control device 150, for example as a function of a setpoint received via a man-machine interface, or as a function of a setpoint defined using a brightness measurement.
  • the pilot device 150 is configured to open and close the switching element 160 according to successive second cycles each comprising a period of time during which the switching element 160 is open and a period of time during which the switching element 160 is open. switching element 160 is closed. Ignoring the switching times, each cycle is made up of each of these two periods. At each cycle, the switching element 160 will successively prevent and allow a night vision view of the surrounding scene. Preferably, each cycle lasts less than 50 ms, more preferably less than 5 ms, for example about 1 ms. Due to retinal persistence, the user will thus have a continuous night vision view of the surrounding scene. This night vision view of the surrounding scene is a so-called natural vision, without any reduction in the user's field of vision.
  • the duration of the second cycles defines a frequency of opening and closing of the switching element.
  • a second duty cycle can be defined, equal for each second cycle to the duration during which the switching element is in the open position divided by the total duration of this second cycle.
  • this second duty cycle is variable over time.
  • the value of the second duty cycle is then controlled by the control device 150, for example as a function of a setpoint received via a man-machine interface, or as a function of a setpoint defined using a brightness measurement .
  • the shutter 140 is closed for all or part of the period of time during which the switching element 160 is open, and the shutter 140 is open for all or part of. the period of time during which the switching element 160 is closed.
  • the driving device 150 is configured to drive together the switching element 160 and the shutter 140, according to successive cycles which each comprise a period during which the vision apparatus takes the configuration of FIG. IC, and a period during which the vision apparatus takes the configuration of FIG. 1D.
  • the frequency of the first and second cycles is high enough to provide the user with a feeling of continuous and simultaneous vision of the night vision view and the direct vision view of the surrounding scene. The user can thus benefit from a natural vision and in colors of a surrounding scene, in spite of an ambient luminosity which would not normally allow it, and together with a great discretion of use.
  • the first and second cycles are in total phase opposition.
  • shutter 140 is closed for the entire period that switching element 160 is open, and shutter 140 is closed. open during the entire period during which the switching element 160 is closed.
  • the first virtual images are therefore projected discontinuously by the offset element, only when the shutter 140 is in the closed position and throughout the period during which the shutter 140 is in the closed position. This allows maximum discretion of the vision device according to the invention. Such an operating mode is particularly advantageous in low light conditions.
  • FIG. 2 illustrates a second embodiment of a vision device 200 according to the invention, which differs from the device of FIGS. IB to 1D only in that it further comprises a luminosity measuring element 230.
  • the luminosity measuring element 230 makes it possible to carry out a measurement relating to an ambient luminosity of the surrounding scene, in the visible spectrum. It is configured to acquire, for example, a measurement of light intensity, or of light illumination. It can be formed by a simple photodiode sensitive in the visible, or be formed by the night vision device itself (see figure 3).
  • the luminosity measuring element 230 is connected to the control device 250, to provide it with an ambient luminosity measurement.
  • the control device 250 is configured to receive said ambient light measurement as an input, to determine in response a control setpoint which depends on said brightness measurement, and to control the opening or closing of the shutter 240 and of the device. 'switching element 260 with the aid of said control instruction.
  • control device 250 is able to control the first opening and closing cycles of the shutter 240 and the second opening and closing cycles of the switching element 260 as described above, and so that each first cycle has a duty cycle which increases as the value of the brightness measurement increases, said duty cycle being equal to the time that the shutter 240 is in the open position during that cycle divided by the total time of said cycle .
  • Such control of the shutter 240 makes it possible to block all the more light coming from the surrounding scene as the ambient light is strong. It is thus possible to equalize an average quantity of light arriving at the user coming directly from the surrounding scene, and an average quantity of light arriving at the user coming from the night vision device. Optimum rendering of the view in night vision as well as of the view in direct vision is thus guaranteed.
  • This control also makes it possible to block all the more the parasitic reflections linked to the light coming from the night vision device 210, the lower the ambient light. This guarantees great discretion for the viewing device 200, since the visibility of these parasitic reflections is a function of the light contrast of the latter with the surrounding scene.
  • the first and second cycles are in total phase opposition.
  • the higher the ambient light the more priority is given to direct vision of the surrounding scene
  • the lower the ambient light the more priority is given to night vision of the surrounding scene.
  • the two extreme situations correspond to duty cycles of 0 or 1 (shutter 240 continuously closed and switching element 260 continuously open, or vice versa).
  • Figure 3 schematically illustrates a third embodiment of a vision apparatus 300 according to the invention, which differs from the embodiment illustrated in Figure 2 only in that the night vision device 310 also forms the luminosity measuring element 330.
  • the night vision device 310 may include a module for calculating an average luminosity over the whole of the surrounding scene, from measurements supplied by each of the pixels of the vision device nighttime 310. Alternatively, only part of a sensing surface of the night vision device 310 is used to form the brightness measuring element 330.
  • FIG. 4 schematically illustrates a fourth embodiment of a vision device 400 according to the invention, which differs from the embodiment illustrated in FIG. 2 only in that the piloting device 450 further comprises a memory 470 , storing one or more brightness threshold values. These one or more threshold values together define at least two intervals of brightness values.
  • the control device 450 also comprises a comparator 451, connected as an input to the memory 470 and to the luminosity measuring element 430, and a processing module 452, connected to the output of the comparator 451.
  • the comparator 451 is configured to compare a brightness measurement provided by the brightness measurement element 430 with one or more threshold values stored in the memory 470, and to deduce therefrom an interval of brightness values to which the brightness measurement belongs. This interval is provided to processing module 452.
  • the processing module 452 is configured to associate each interval with a predetermined operating mode of the vision apparatus, and then to generate a control command according to said operating mode. Said drive command is provided to shutter 440 and switching element 460.
  • the three operating modes can be defined below:
  • the shutter 240 and the switching element 260 are each alternately in the open and closed position, according to successive cycles as described above, in total or partial phase opposition .
  • FIGS. 5A and 5B a fifth embodiment of a vision device 500 according to the invention is described, and a particularly complete example of the method implemented in this vision device.
  • the vision device 500 comprises a night vision device 510i as described above, and an augmented reality vision device 510 2 .
  • the augmented reality vision device 510 2 is for example connected to ancillary sensors, not shown, and configured to generate and transmit second virtual images comprising visual indicators representative of measurements provided by these ancillary sensors. These can be indicators of position, altitude, speed, heading, etc.
  • Such a device can also include at least one camera, connected to an image processing means for identifying objects of interest on images acquired by the at least one camera and generating in response second virtual images in which these objects of interest are highlighted.
  • the at least one camera may include a thermal camera, a night vision camera, and / or a visible sensitive camera, etc.
  • the device may include two cameras, for example a thermal camera and a camera sensitive in the visible, and a processing module for merging the images acquired by each of these two cameras.
  • the offset element 520 is able to further project the second virtual images, into the user's field of vision.
  • Two switching elements 560i, 560 2 are respectively arranged at the output of the night vision device 510i and at the output of the augmented reality vision device 510 2 .
  • Each of these switching elements is such as that described above.
  • each of these switching elements 560i, 560 2 can be formed by a hardware element of the liquid crystal screen type, or by a signal processing module configured to directly control instants of transmission of a virtual image by the night vision device 510i, respectively the augmented reality vision device 510 2 .
  • the control device 550 is similar to that of FIG. 4, except that it also controls the opening and closing of the switching element 560 2 , associated with the augmented reality vision device 510 2 .
  • the memory 570 here stores three threshold brightness values Vsl, Vs2, Vs3, where Vsl is strictly less than Vs2 and Vs2 is strictly less than Vs3. These three values together define four ranges of brightness values:
  • the luminosity measuring element 530 acquires an ambient luminosity measurement, and sends this measurement Lm to the comparator 551 of the control device.
  • step 52 the comparator 551 compares the measurement Lm with the smallest threshold value Vsl.
  • the control device 550 controls the shutter 540 and the switching elements 560i, 560 2 so as to keep the shutter 540 constantly in the closed position and the switching elements 560i, 560 2 constantly in position. open (step 53). This ensures great discretion for the vision device according to the invention. The absence of direct vision of the surrounding scene is not detrimental, since this scene is too poorly lit to offer the user a satisfactory direct vision. If necessary, the contrast and / or brightness parameters at the output of each of the imaging devices 510i, 510 2 can be adapted in order to offer the best visual comfort to the user. As a variant, the switching element 560 2 at the output of the augmented reality vision device 510 2 can be kept in the closed position.
  • the comparator compares, in a step 54, the brightness value Lm with the threshold value Vs2.
  • the comparator deduces from this that the value Lm is situated in the range of low luminosity values.
  • the control device 550 controls the shutter 540 and the switching element 560i, according to successive opening and closing cycles as described above, preferably in total phase opposition.
  • the pilot device 550 controls the switching element 560 2 in the same way as the switching element 560i.
  • Lm is greater than or equal to Vs2
  • the comparator compares, in a step 56, the brightness value Lm with the threshold value Vs3.
  • the control device 550 controls the shutter 540 so as to keep it constantly in the open position (step 57).
  • it controls the switching element 560i associated with the night vision device, so as to keep it constantly in the closed position.
  • night vision is of no interest to the user.
  • it controls the switching element 560 2 associated with the augmented reality vision device, so as to keep it constantly in the open position.
  • a direct view of the surrounding scene is thus offered, enriched by information from ancillary sensors, according to the principle of augmented reality vision. If necessary, it is possible to adapt the contrast and / or light intensity parameters of the virtual image supplied by the augmented reality vision device, in order to offer the best visual comfort to the user.
  • the control device 550 controls the opening and closing of the shutter 540 according to successive opening and closing cycles, to limit dazzling of the user by ambient light (step 58 ).
  • the switching element 560i associated with the night vision device controls the switching element 560i associated with the night vision device, so as to keep it constantly in the closed position. In fact, in these light conditions, night vision is of no interest to the user.
  • the switching element 560 2 associated with the augmented reality vision device controls the switching element 560 2 associated with the augmented reality vision device, so as to keep it constantly in the open position, or according to successive opening and closing cycles allowing the switching element 560 2 is in the open position for at least part of a time interval during which the shutter 540 is in the closed position.
  • This improves the visibility of the virtual image projected to the user, reducing the amount of light reaching the user's eye when the virtual image is projected into their field of view.
  • control device 550 can switch to the operating mode associated with the interval of ultra-low luminosity values, when the charge of a battery of the vision device 500 falls below a predetermined threshold.
  • the energy consumption of the vision device 500 is thus limited as much as possible.
  • the vision device comprises an augmented reality vision device, with or without an associated switching element.
  • the method does not include all of the operating modes described above.
  • the night vision device and the shutter are located on the same side of the offset element, on the side opposite to the eye, in use.
  • the offset element may be partially reflective, with the offset element disposed between the night vision device and the shutter.
  • the vision device according to the invention does not include a screen of the spectacle glass type, mask screen or helmet visor.
  • the piloting device may be provided with a switch, to switch from an automatic piloting according to a supplied luminosity measurement. by the luminosity measuring element, to manual control as a function of a setpoint supplied by a user via a man-machine interface.
  • the control device is not connected to a luminosity measuring element, and comprises a man-machine interface for manual control only, in particular control of an associated cyclic ratio variation. to opening and closing cycles of the shutter and / or to opening and closing cycles of the switching element.
  • the vision apparatus may include one or two assemblies, each including a night vision device, an offset element, a shutter, and a switching element, and each assigned to one of the user's two eyes. Respective opening and closing cycles of the shutter and of the switching element can be shifted in time, for each of the two sets. This makes it possible to reduce movement artefacts or other drawbacks that may affect the comfort of the user.
  • the shutters each associated with one of the two eyes can be formed together integrally.
  • the switching elements each associated with one of the two eyes can be formed together integrally.
  • a single assembly comprising a night vision device, an offset element, a shutter, and a switching element, can be assigned to both eyes of the user.
  • a light intensity at the output of the night vision device as a function of a duty cycle of the corresponding switching element, to compensate for a loss of brightness linked to the partial extinction of the output of the device night vision. It is also possible to adapt a light intensity at the output of the night vision device as a function of an ambient brightness, to improve the visibility of the virtual images projected to the user. It is in particular possible to adjust the gain of an intensifier tube, or the brightness of a display screen.
  • the shutter can be spatially segmented into several zones, to locally block the light as a function of a spatial distribution of luminosity provided for example by the night vision device. It is thus possible to filter the sources of bothersome or tiring intense light from the environment present in the field of vision which may interfere with the virtual images.
  • the vision device according to the invention comprises both a night vision device and an augmented reality vision device, associated with the same eye of the user, these two devices are advantageously associated with the same monitoring element. offset. However, we could have a respective offset element for each of them.
  • a respective switching element can be assigned to each of these two devices. As a variant, the same switching element is associated with these two devices. Preferably, the same shutter is assigned to each of the two devices.

Abstract

Appareil de vision (100) destiné à être monté sur la tête d'un utilisateur (100), comprenant : - un dispositif de vision nocturne (110), pour former des premières images virtuelles; - un élément de déport (120), pour projeter les premières images virtuelles dans le champ de vision de l'utilisateur; - un obturateur (140), tel que l'élément de déport se trouve entre l'obturateur et l'œil de l'utilisateur, et apte à prendre une position ouverte dans laquelle il laisse passer la lumière et une position fermée dans laquelle il bloque la lumière; - un élément de commutation (160), apte à prendre une position ouverte dans laquelle il autorise l'émission des premières images virtuelles ou leur transfert vers l'élément de déport, et une position fermée dans laquelle il bloque ladite émission d'image ou ledit transfert; et - un dispositif de pilotage (150), pour piloter l'obturateur et l'élément de commutation selon des cycles d'ouverture et de fermeture, de sorte que l'obturateur (140) soit fermé pendant tout ou partie d'une période durant laquelle l'élément de commutation (160) est ouvert, et inversement.

Description

Description
Titre : APPAREIL DE VISION OFFRANT UNE VISION NOCTURNE ET UNE VISION
DIRECTE D'UNE SCÈNE ENVIRONNANTE.
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine des appareils de vision destinés à être montés sur la tête d'un utilisateur, et aptes à lui offrir à la fois une vue directe d'une scène environnante et une vue d'une image virtuelle.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
On connaît dans l'art antérieur des appareils de vision de type lunette, casque, ou masque, aptes à être montés sur la tête d'un utilisateur pour lui offrir à la fois une vue d'une scène environnante, vue au travers d'un écran au moins partiellement transparent, et une vue d'une image virtuelle. De tels appareils forment des appareils de vision en réalité augmentée. L'image virtuelle est formée à distance de l'œil, puis amenée jusque dans le champ de vision de l'utilisateur par un élément de déport, partiellement transparent, qui s'étend jusque devant l'œil.
L'une des idées à la base de l'invention consiste à adapter ce concept au domaine de la vision nocturne, en proposant un appareil de vision destiné à être monté sur la tête d'un utilisateur, apte à lui offrir à la fois une vision directe d'une scène environnante et une vue de la même scène en vision nocturne.
Un autre objectif de la présente invention est de faire en sorte qu'un tel appareil de vision offre une grande discrétion d'utilisation sous des conditions de faible éclairage. PRÉSENTATION DE L'INVENTION
Cet objectif est atteint avec un appareil de vision destiné à être monté sur la tête d'un utilisateur, comprenant :
- un dispositif de vision nocturne, configuré pour former des images intensifiées et/ou infrarouges d'une scène environnante, nommées premières images virtuelles ; - un élément de déport, au moins partiellement transparent, et configuré pour, en utilisation, être positionné devant un œil de l'utilisateur et projeter lesdites premières images virtuelles dans le champ de vision de l'utilisateur ;
- un obturateur, positionné de sorte qu'en utilisation l'élément de déport se trouve entre l'obturateur et l'œil de l'utilisateur, et apte à prendre une position ouverte dans laquelle il présente un premier taux de transmission et une position fermée dans laquelle il présente un second taux de transmission, inférieur au premier taux de transmission ;
- un élément de commutation, apte à prendre une position ouverte dans laquelle il autorise l'émission des premières images virtuelles par le dispositif de vision nocturne ou leur transfert depuis le dispositif de vision nocturne vers l'élément de déport, et une position formée dans laquelle il bloque ladite émission ou ledit transfert ; et
- un dispositif de pilotage, configuré pour piloter l'ouverture et la fermeture de l'obturateur ainsi que l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation, de sorte que l'obturateur soit fermé pendant tout ou partie d'une période durant laquelle l'élément de commutation est ouvert, et inversement.
Dans tout le texte, on comprend que le terme « période » se rapporte à une durée, ou intervalle de temps.
L'appareil de vision selon l'invention est apte à offrir à l'utilisateur à la fois une vision directe d'une scène environnante, vue en transparence au travers de l'élément de déport au moins, et une vue en vision nocturne de la même scène, correspondant aux premières images virtuelles formées par le dispositif de vision nocturne et projetées dans le champ de vision de l'utilisateur.
L'élément de commutation selon l'invention peut prendre alternativement une position ouverte ou une position fermée.
Dans sa position ouverte, l'élément de commutation autorise l'émission des premières images virtuelles par le dispositif de vision nocturne ou leur transfert depuis le dispositif de vision nocturne vers l'élément de déport. Un rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne peut alors former des réflexions parasites au niveau de l'élément de déport et/ou sur l'œil de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil.
Dans sa position fermée, l'élément de commutation bloque l'émission des premières images virtuelles par le dispositif de vision nocturne ou leur transfert depuis le dispositif de vision nocturne vers l'élément de déport. Dans ce cas, aucun rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne n'est susceptible de former des réflexions parasites au niveau de l'élément de déport et/ou sur l'œil de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil.
De la même manière, l'obturateur selon l'invention peut prendre alternativement une position ouverte ou une position fermée.
Dans sa position ouverte, l'obturateur laisse passer la lumière depuis la scène environnante jusqu'à l'œil, offrant ainsi à l'utilisateur une vision directe de la scène environnante.
Dans sa position fermée, l'obturateur bloque le passage de la lumière entre la scène environnante et l'œil de l'utilisateur. L'utilisateur est alors empêché d'observer directement la scène environnante. Dans cette position, l'obturateur empêche également qu'un rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne, se réfléchissant dans l'élément de déport et/ou sur l'œil de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil, puisse être vu par un observateur tiers. Ce blocage des réflexions parasites par l'obturateur est d'autant plus pertinent dans des conditions de faibles éclairages, dans lesquelles ces dernières pourraient être facilement repérées par un observateur tiers
Le dispositif de pilotage selon l'invention permet que, pendant au moins une partie du temps durant lequel l'élément de commutation est en position ouverte, l'obturateur soit en position fermée. Ainsi, pendant au moins une partie du temps durant lequel un rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne est susceptible de former des réflexions parasites au niveau de l'élément de déport et/ou sur l'œil de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil, l'obturateur empêche ces réflexions parasites d'être vues par un observateur tiers. De façon symétrique, le dispositif de pilotage selon l'invention permet également que, pendant au moins une partie du temps durant lequel l'élément de commutation est en position fermée, l'obturateur soit en position ouverte. Ainsi, pendant au moins une partie du temps durant lequel aucun rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne n'est susceptible de former des réflexions parasites au niveau de l'élément de déport et/ou sur l'œil de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil, l'obturateur autorise pour l'utilisateur une vision directe de la scène environnante. Dit encore autrement, pendant au moins une partie du temps durant lequel aucun rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne ne risque d'être vu par un observateur tiers, l'obturateur autorise pour l'utilisateur une vision directe de la scène environnante.
L'appareil de vision offre ainsi à la fois une vue directe de la scène environnante, et la vue de la même scène en vision nocturne. Ces deux vues de la scène environnante ne sont pas offertes à l'utilisateur aux mêmes instants, ce qui permet de garantir une grande discrétion d'utilisation de l'appareil de vision, même sous des conditions de faible éclairage.
Selon l'invention, le dispositif de pilotage présente un mode de fonctionnement dans lequel il est configuré pour :
- piloter des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur ; et
- piloter des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation ;
où à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur est fermé pendant tout ou partie de la période durant laquelle l'élément de commutation est ouvert, et inversement.
Avantageusement, le dispositif de pilotage est apte à piloter une variation d'un rapport cyclique des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur et/ou une variation d'un rapport cyclique des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation. Le rapport cyclique d'un premier cycle est égal à la durée pendant laquelle l'obturateur est en position ouverte durant ce premier cycle divisée par la durée totale de ce premier cycle. Le rapport cyclique d'un second cycle est égal à la durée pendant laquelle l'élément de commutation est en position ouverte durant ce second cycle divisée par la durée totale de ce second cycle.
On peut considérer que le pilotage selon des cycles successifs d'ouverture et de fermeture définit un signal périodique, avec le cas échéant un rapport cyclique variable au cours du temps. Le signal périodique est de préférence à fréquence fixe. En variante, ce signal périodique peut être à fréquence variable au cours du temps.
Le dispositif de pilotage présente avantageusement un mode de fonctionnement dans lequel il est configuré pour piloter l'ouverture et la fermeture de l'obturateur ainsi que l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation de sorte que l'obturateur soit fermé pendant tout le temps où l'élément de commutation est ouvert, et inversement.
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention sont mentionnées dans les revendications dépendantes de la revendication 1.
L'invention couvre également un procédé mis en œuvre dans un appareil de vision selon l'invention, qui comprend les étapes suivantes :
- ouvertures et fermetures de l'obturateur, pilotées par le dispositif de pilotage ; et
- ouvertures et fermetures de l'élément de commutation, pilotées par le dispositif de pilotage ;
où l'obturateur est fermé pendant tout ou partie d'une période durant laquelle l'élément de commutation est ouvert, et inversement.
Le procédé selon l'invention comprend les étapes suivantes :
- ouvertures et fermetures de l'obturateur, pilotées par le dispositif de pilotage, et selon des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur ; et
- ouvertures et fermetures de l'élément de commutation, pilotées par le dispositif de pilotage, et selon des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation ;
où à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur est fermé pendant tout ou partie de la période durant laquelle l'élément de commutation est ouvert, et inversement.
D'autres caractéristiques avantageuses du procédé selon l'invention sont mentionnées dans les revendications.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant référence aux dessins annexés sur lesquels :
[Fig. IA] illustre de façon schématique un appareil de vision selon l'invention, monté sur la tête d'un utilisateur ;
[Fig. IB] illustre de façon schématique un premier mode de réalisation d'un appareil de vision selon l'invention ;
[Fig. IC] illustre de façon schématique l'appareil de vision de la figure IB, dans une première configuration ;
[Fig. 1D] illustre de façon schématique l'appareil de vision de la figure IB, dans une deuxième configuration ;
[Fig. 2] illustre de façon schématique un deuxième mode de réalisation d'un appareil de vision selon l'invention ;
[Fig. 3] illustre de façon schématique un troisième mode de réalisation d'un appareil de vision selon l'invention ;
[Fig. 4] illustre de façon schématique un quatrième mode de réalisation d'un appareil de vision selon l'invention ;
[Fig. 5A] illustre de façon schématique un procédé mis en œuvre dans un appareil de vision selon l'invention ; et
[Fig. 5B] illustre de façon schématique un cinquième mode de réalisation d'un appareil de vision selon l'invention. DESCRIPTION DES MODES DE RÉALISATION
La figure IA illustre, de manière schématique, un appareil de vision 100 selon l'invention monté sur la tête d'un utilisateur 10. L'appareil de vision 100 forme un dispositif portatif, apte à être monté sur la tête de l'utilisateur 10 en recouvrant au moins une partie de son visage à hauteur des yeux. L'appareil de vision 100 se présente par exemple sous la forme de lunettes, d'un masque ou d'un casque intégrant les éléments de l'appareil de vision 100. En utilisation, l'appareil de vision 100 est fixe relativement à la tête de l'utilisateur 10.
Sur les figures suivantes, on a représenté l'œil de l'utilisateur, afin de faciliter la compréhension de l'invention. Il est bien entendu que l'œil ne fait pas partie de l'appareil de vision selon l'invention.
La figure IB illustre de façon schématique l'appareil de vision 100 selon un premier mode de réalisation de l'invention. L'appareil de vision 100 comprend ici : un dispositif de vision nocturne 110, un élément de déport 120, un obturateur 140, un élément de commutation 160, et un dispositif de pilotage 150.
Le dispositif de vision nocturne 110 désigne un dispositif d'imagerie pour améliorer la vision de nuit, dans des conditions de faible éclairement. Un tel dispositif utilise de préférence une technologie basée sur l'intensification de lumière, la détection thermique, la détection bas niveau de lumière (notamment à l'aide de capteurs CMOS), ou une combinaison de ces technologies. Il est configuré pour acquérir une image intensifiée et/ou infrarouge d'une scène environnante. Une image intensifiée désigne ici une image formée en amplifiant un flux lumineux incident, ou formée à l'aide d'un capteur à haute sensibilité.
Le dispositif de vision nocturne 110 peut comprendre un tube intensificateur d'images, muni d'une photocathode, d'un moyen de multiplication d'électrons et d'un écran phosphore. En fonctionnement, la photocathode convertit un flux incident de photons en un flux d'électrons. Ce flux d'électrons est accéléré et se propage jusqu'au moyen de multiplication, au niveau duquel l'énergie de chaque électron incident accéléré provoque l'émission de plusieurs électrons secondaires. On génère ainsi un flux intense d'électrons. Le flux intense d'électrons est reçu par un écran phosphore, et converti par ce dernier en un flux intense de photons. Ce flux intense de photons correspond au flux de photons incident sur la photocathode, mais en plus intense. Le dispositif de vision nocturne 110 fournit ainsi une image intensifiée de la scène environnante, qui est projetée en sortie du tube intensificateur.
En variante, le dispositif de vision nocturne 110 peut comprendre une matrice de capteurs ultra-sensibles dans le visible et/ou sensibles dans l'infrarouge, pour acquérir une image qui est ensuite affichée sur un écran d'affichage. Ladite matrice de capteurs peut comprendre des capteurs CMOS ou CCD bas niveau de lumière, et/ou des capteurs CMOS ou CCD bombardés en électrons, et/ou des capteurs CMOS ou CCD intensifiés, et/ou des photodiodes sensibles dans l'infrarouge, etc. Les bandes infrarouges concernées sont notamment le SWIR (infrarouge court, correspondant à des longueurs d'onde allant de 1,4 pm à 3 pm), le MWIR (infrarouge moyen, correspondant à des longueurs d'onde allant de 3 pm à 8 pm) et/ou le LWIR (infrarouge lointain, correspondant à des longueurs d'onde allant de 8 pm à 15 pm), voire même le proche infrarouge (correspondant à des longueurs d'onde allant de 0,75 pm à 1,4 pm). Le dispositif de vision nocturne 110 fournit ainsi une image intensifiée et/ou infrarouge de la scène environnante, qui est affichée sur l'écran d'affichage.
L'image fournie en sortie du dispositif de vision nocturne 110 est nommée «première image virtuelle ». Cette image est formée par un rayonnement lumineux appartenant au spectre visible (entre 400 nm et 700 nm). En d'autres termes, le dispositif de vision nocturne 110 capte à des longueurs d'onde pouvant appartenir à l'infrarouge, mais restitue une image dans le spectre visible.
L'élément de déport 120 s'étend entre la sortie du dispositif de vision nocturne 110, et une région située, en utilisation, en face d'un œil 11 de l'utilisateur. En utilisation, au moins une partie de l'élément de déport 120 s'étend devant l'œil 11 de l'utilisateur. L'élément de déport 120 est configuré pour projeter, dans le champ de vision de l'utilisateur, les premières images virtuelles fournies en sortie du dispositif de vision nocturne 110. L'élément de déport est au moins partiellement transparent dans le spectre visible, pour éviter de perturber la vision directe de la scène environnante. Il présente un taux de transmission dans le visible supérieur ou égal à 10%, voire supérieur ou égal à 30%.
Ici, l'élément de déport 120 comprend un guide d'onde planaire, configuré pour recevoir en entrée les premières images virtuelles fournies par le dispositif de vision nocturne 110, pour guider ces images jusqu'à une zone d'extraction, située en utilisation en face de l'œil 11 de l'utilisateur, et pour projeter ces images vers l'œil 11 de l'utilisateur. Deux éléments holographiques sont avantageusement formés sur le guide d'onde planaire, l'un pour jouer un rôle de déviation d'un rayonnement incident collimaté, au niveau du dispositif de vision nocturne 110, l'autre pour diffracter la lumière vers l'œil de l'utilisateur, au niveau de la zone d'extraction.
Selon une variante non représentée, l'élément de déport 120 peut comporter un prisme, notamment un verre épais qui s'étend au moins partiellement devant l'œil 11, en utilisation.
Sur la figure IB, on a représenté en traits pointillés le rayonnement lumineux provenant de la scène environnante et se propageant jusqu'au dispositif de vision nocturne 110, ainsi que le rayonnement lumineux fourni en sortie du dispositif de vision nocturne et se propageant jusqu'à l'œil de l'utilisateur en passant par l'élément de déport 120.
L'obturateur 140 est configuré pour s'étendre, en utilisation, en face de l'œil 11 de l'utilisateur, du côté de l'élément de déport 120 opposé à l'œil 111. L'élément de déport 120 se trouve alors entre l'obturateur 140 et l'œil 11. L'obturateur ne présente pas nécessairement la même étendue que l'élément de déport 120. En particulier, l'obturateur 140 s'étend ici au regard d'une partie seulement de l'élément de déport, située en utilisation en face de l'œil de l'utilisateur. Selon une variante non représentée, l'obturateur peut dépasser latéralement relativement à l'élément de déport, notamment pour bloquer au mieux des rayons lumineux réfléchis sur l'œil de l'utilisateur et/ou sur sa peau, dans une zone du visage entourant l'œil.
Ici, l'appareil de vision est muni d'un écran 180 au moins partiellement transparent dans le visible, de type verre de lunette, ou écran de masque, ou visière de casque. En utilisation, l'élément de déport 120 s'étend entre l'écran 180 et l'œil de l'utilisateur. Ici, l'obturateur 140 est accolé contre l'écran 180, et s'étend selon tout ou partie de la surface de ce dernier. L'obturateur 140 s'étend ici contre l'écran 180, du même côté de l'écran que l'élément de déport 120. Selon une variante non représentée, l'obturateur 140 s'étend contre l'écran 180, du côté de l'écran opposé à l'élément de déport 120. Selon une autre variante non représentée, il n'y a pas d'écran distinct de l'élément de déport. L'obturateur 140 peut alors être accolé contre l'élément de déport 120, du côté opposé à l'œil de l'utilisateur. Dans tous les cas, l'obturateur 140 peut s'étendre selon une surface non plane, par exemple pour suivre la courbure de l'écran 180.
L'obturateur 140 est apte à prendre deux positions parmi une position ouverte, dans laquelle il présente un premier taux de transmission, et une position fermée, dans laquelle il présente un second taux de transmission inférieur au premier taux de transmission. De préférence, le premier taux de transmission, ou taux bas, est inférieur à 1%, dans le visible, et le second taux de transmission, ou taux élevé, est supérieur à 30%, dans le visible. En tout état de cause, le second taux de transmission doit être le plus élevé possible, mais un taux de l'ordre de 30% ne perturbera pas l'utilisateur, lui donnant simplement l'impression de voir à travers des lunettes légèrement teintées. Pour simplifier, on considère dans la suite qu'en position fermée, l'obturateur bloque la lumière, et en position ouverte l'obturateur laisse passer la lumière.
L'obturateur 140 peut être de type matriciel, formé par exemple d'un écran à cristaux liquides. En variante, l'obturateur peut être de type électro-chromique, apte à changer de couleur et de taux de transmission en réponse à l'application d'une charge électrique, par un phénomène d'oxydo-réduction. Le phénomène est réversible. L'obturateur peut reprendre son taux de transmission initial automatiquement, après un intervalle de temps prédéterminé, ou en réponse à l'application d'une très faible charge électrique. Il peut ainsi alterner rapidement entre ces deux positions, tout en présentant une faible consommation énergétique.
Dans sa position fermée, l'obturateur 140 bloque le passage de la lumière, dans les deux sens. Ainsi, la lumière provenant de la scène environnante ne parvient pas jusqu'à l'œil de l'utilisateur, de sorte que l'utilisateur ne voit pas directement la scène environnante. En outre, l'obturateur 140 empêche qu'un rayonnement lumineux transitant par l'élément de déport 120 et/ou réfléchi sur l'œil de l'utilisateur et/ou réfléchi sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil, puisse être vu par un observateur tiers, en particulier un rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne 110. Dans cette position, l'utilisateur n'a pas de vision directe de la scène environnante, mais il est également peu visible pour un observateur tiers.
Dans sa position ouverte, l'obturateur 140 autorise le passage de la lumière, dans les deux sens. Dans cette position, la lumière provenant de la scène environnante parvient jusqu'à l'œil de l'utilisateur qui peut ainsi observer directement ladite scène. En outre, un rayonnement lumineux transitant par l'élément de déport 120 et/ou réfléchi sur l'œil de l'utilisateur et/ou réfléchi sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil peut être vu par un observateur tiers, en particulier un rayonnement lumineux provenant du dispositif de vision nocturne 110. Dans cette position, l'utilisateur a une vision directe de la scène environnante, mais il est également plus visible pour un observateur tiers.
Avantageusement, l'obturateur 140 est apte à alterner rapidement entre ces deux positions, selon des cycles d'une fréquence par exemple supérieure ou égale à 50 Hz, voire supérieure ou égale à 140 Hz (où la durée d'un cycle correspond à la durée entre deux passages successifs en position ouverte). En tout état de cause, l'obturateur 140 est avantageusement apte à alterner entre ces deux positions, de sorte que l'utilisateur ne perçoive pas ces alternances et dispose d'une vision en continu de la scène environnante, du fait de la persistance rétinienne. L'obturateur 140 doit aussi, autant que possible, avoir une masse compatible avec les dispositifs portables sur tête, présenter une faible consommation d'énergie, être compatible avec les conditions courantes d'utilisation (température, pression, chocs, etc.), et offrir un grand taux d'extinction.
L'élément de commutation 160 est disposé en sortie du dispositif de vision nocturne 110, en amont de l'élément de déport 120 dans le sens de circulation de la lumière en sortie du dispositif de vision nocturne 110.
L'élément de commutation 160 est apte à prendre deux positions parmi une position ouverte dans laquelle il autorise l'émission des premières images virtuelles par le dispositif de vision nocturne 110 ou leur transfert depuis le dispositif de vision nocturne 110 vers l'élément de déport 120, et une position formée dans laquelle il bloque ladite émission ou ledit transfert.
L'élément de commutation 160 est formé ici par un écran à cristaux liquides, ou un obturateur de type électro-chromique tel que décrit ci-dessus. Il est configuré pour autoriser ou bloquer, selon le cas, le transfert de l'image virtuelle depuis le dispositif de vision nocturne 110 jusqu'à l'élément de déport 120. On considère que l'élément de commutation 160 bloque ou autorise le passage de la lumière, même lorsqu'en pratique le blocage peut correspondre simplement à un premier taux de transmission et l'autorisation à un second taux de transmission supérieur au premier taux de transmission.
Selon une variante non représentée, l'élément de commutation 160 est configuré pour piloter le fonctionnement ou l'arrêt de l'émission de lumière par le dispositif de vision nocturne 110. Un tube intensificateur d'image peut par exemple être muni d'un tel élément de commutation, permettant que le tube alterne entre une position de fonctionnement (émission de lumière) et une position d'arrêt (pas d'émission de lumière), selon des cycles d'une durée pouvant être inférieure à 1 ps (où la durée d'un cycle correspond à la durée entre deux passages successifs en position de fonctionnement). De la même manière, un écran d'affichage d'un dispositif de vision nocturne peut être muni d'un tel élément de commutation, permettant que l'écran alterne entre une position fonctionnement (émission de lumière) et une position d'arrêt (pas d'émission de lumière).
Dans sa position ouverte, l'élément de commutation 160 autorise le transfert des premières images virtuelles depuis le dispositif de vision nocturne 110 jusqu'à l'élément de déport 120, ou simplement leur émission par le dispositif de vision nocturne 110. Dans cette position, l'utilisateur voit les premières images virtuelles qui sont projetée dans son champ de vision. Le rayonnement lumineux émis par le dispositif de vision nocturne 110 forme cependant des réflexions parasites au sein de l'élément de déport 120 et/ou sur l'œil 11 de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil. Dans sa position fermée, l'élément de commutation 160 bloque le transfert des premières images virtuelles depuis le dispositif de vision nocturne 110 jusqu'à l'élément de déport 120, ou simplement leur émission par le dispositif de vision nocturne 110. Dans cette position, l'utilisateur ne voit aucune image en provenance du dispositif de vision nocturne. Puisqu'aucun rayonnement en provenance du dispositif de vision nocturne ne parvient jusqu'à l'élément de déport, il n'y a pas de réflexion parasite liée à un tel rayonnement au sein de l'élément de déport 120 et/ou sur l'œil 11 de l'utilisateur et/ou sur la peau de l'utilisateur dans une zone du visage proche de l'œil.
Le dispositif de pilotage 150 comprend de préférence une unité centrale ayant un processeur mettant en œuvre des programmes enregistrés dans une mémoire. Il est configuré pour piloter la position de l'élément de commutation 160 conjointement avec la position de l'obturateur 140, de sorte l'obturateur 140 soit fermé pendant tout ou partie d'une période durant laquelle l'élément de commutation 160 est ouvert, et que l'obturateur 140 soit ouvert pendant tout ou partie d'une période durant laquelle l'élément de commutation 160 est fermé.
Lorsque l'élément de commutation 160 est ouvert, l'appareil de vision selon l'invention offre une vue en vision nocturne de la scène environnante. Lorsque l'obturateur 140 est ouvert, l'appareil de vision selon l'invention offre une vision directe de la scène environnante, ici en transparence à travers l'élément de déport 120 au moins. L'appareil de vision selon l'invention peut ainsi offrir à la fois une vue en transparence de la scène environnante et une vue en vision nocturne de la même scène. Cependant, afin de garantir une grande discrétion, ces deux vues ne sont pas proposées simultanément, comme c'est le cas dans les appareils de vision en réalité augmentée de l'art antérieur, mais au moins en partie en alternance.
L'appareil de vision selon l'invention peut prendre en particulier deux configurations, illustrées respectivement aux figures IC et 1D.
A la figure IC, l'élément de commutation 160 autorise le transfert des premières images virtuelles depuis le dispositif de vision nocturne 110 jusqu'à l'élément de déport 120, et l'obturateur 140 est fermé. Dans cette position, l'utilisateur a une vue en vision nocturne de la scène environnante (grâce aux premières images virtuelles émises par le dispositif de vision nocturne 110 et projetées dans son champ de vision), mais n'a pas de vue directe de la scène environnante (à cause de la position fermée de l'obturateur 140). Grâce à la position fermée de l'obturateur 140, des réflexions parasites formées par le rayonnement lumineux émis par le dispositif de vision nocturne 110, sont empêchées d'être vues par un observateur tiers.
A la figure 1D, l'élément de commutation 160 est fermé, de manière à empêcher le transfert des premières images virtuelles depuis le dispositif de vision nocturne 110 jusqu'à l'élément de déport 120, et l'obturateur 140 est ouvert. Dans cette position, l'utilisateur a une vue directe de la scène environnante. Dans cette position, il n'a pas de vue en vision nocturne de la scène environnante puisque les premières images virtuelles ne sont pas projetées dans son champ de vision. Dans ce cas, on évite la formation de réflexions parasites susceptibles d'être vues par un observateur tiers en bloquant, au niveau de l'élément de commutation 160, le rayonnement lumineux émis par le dispositif de vision nocturne 110.
Le dispositif de pilotage 150 est configuré pour ouvrir et fermer l'obturateur 140 selon des premiers cycles successifs comportant chacun une période de temps durant laquelle l'obturateur 140 est ouvert et une période de temps durant laquelle l'obturateur est fermé. En négligeant les temps de commutation, chaque cycle est constitué par chacune de ces deux périodes. A chaque cycle, l'obturateur 140 va successivement empêcher et autoriser une vision directe de la scène environnante. De préférence, chaque cycle dure moins de 50 ms, plus préférentiellement moins de 5 ms, par exemple environ 1 ms. Du fait de la persistance rétinienne, l'utilisateur aura ainsi une vision directe et en continu de la scène environnante. Cette vision de la scène environnante est une vision dite naturelle, sans aucune réduction du champ de vision de l'utilisateur. La durée des premiers cycles définit une fréquence d'ouverture et fermeture de l'obturateur. On peut définir un premier rapport cyclique, égal pour chaque premier cycle à la durée pendant laquelle l'obturateur 140 est en position ouverte divisée par la durée totale de ce premier cycle. Avantageusement, ce premier rapport cyclique est variable dans le temps. La valeur du premier rapport cyclique est alors pilotée par le dispositif de pilotage 150, par exemple en fonction d'une consigne reçu via une interface homme-machine, ou en fonction d'une consigne définie à l'aide d'une mesure de luminosité.
De même, le dispositif de pilotage 150 est configuré pour ouvrir et fermer l'élément de commutation 160 selon des seconds cycles successifs comportant chacun une période de temps durant laquelle l'élément de commutation 160 est ouvert et une période de temps durant laquelle l'élément de commutation 160 est fermé. En négligeant les temps de commutation, chaque cycle est constitué par chacune de ces deux périodes. A chaque cycle, l'élément de commutation 160 va successivement empêcher et autoriser une vue en vision nocturne de la scène environnante. De préférence, chaque cycle dure moins de 50 ms, plus préférentiellement moins de 5 ms, par exemple environ 1 ms. Du fait de la persistance rétinienne, l'utilisateur aura ainsi une vue en vision nocturne et en continu de la scène environnante. Cette vue en vision nocturne de la scène environnante est une vision dite naturelle, sans aucune réduction du champ de vision de l'utilisateur. La durée des seconds cycles définit une fréquence d'ouverture et fermeture de l'élément de commutation. On peut définir un second rapport cyclique, égal pour chaque second cycle à la durée pendant laquelle l'élément de commutation est en position ouverte divisée par la durée totale de ce second cycle. Avantageusement, ce second rapport cyclique est variable dans le temps. La valeur du second rapport cyclique est alors pilotée par le dispositif de pilotage 150, par exemple en fonction d'une consigne reçu via une interface homme-machine, ou en fonction d'une consigne définie à l'aide d'une mesure de luminosité.
En outre, à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur 140 est fermé pendant tout ou partie de la période de temps durant laquelle l'élément de commutation 160 est ouvert, et l'obturateur 140 est ouvert pendant tout ou partie de la période de temps durant laquelle l'élément de commutation 160 est fermé. Dit autrement, le dispositif de pilotage 150 est configuré pour piloter ensemble l'élément de commutation 160 et l'obturateur 140, selon des cycles successifs qui comportent chacun une période durant laquelle l'appareil de vision prend la configuration de la figure IC, et une période durant laquelle l'appareil de vision prend la configuration de la figure 1D. De préférence, la fréquence des premier et second cycles est suffisamment élevée pour offrir à l'utilisateur une sensation de vision en continu et en simultané de la vue en vision nocturne et de la vue en vision directe de la scène environnante. L'utilisateur peut ainsi bénéficier d'une vision naturelle et en couleurs d'une scène environnante, malgré une luminosité ambiante qui ne le permettrait normalement pas, et conjointement avec une grande discrétion d'utilisation.
De préférence, les premier et seconds cycles sont en opposition de phase totale. En d'autres termes, et en négligeant des temps de commutation, à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur 140 est fermé pendant toute la période durant laquelle l'élément de commutation 160 est ouvert, et l'obturateur 140 est ouvert pendant toute la période durant laquelle l'élément de commutation 160 est fermé. Les premières images virtuelles sont donc projetées en discontinu par l'élément de déport, uniquement lorsque l'obturateur 140 est en position fermée et pendant toute la durée pendant laquelle l'obturateur 140 est en position fermée. Cela permet une discrétion maximale de l'appareil de vision selon l'invention, Un tel mode de fonctionnement est particulièrement avantageux dans des conditions de faible luminosité.
Dans la suite des figures, et pour des raisons de clarté, l'écran de type verre de lunette, écran de masque ou visière de casque n'est pas représenté.
La figure 2 illustre un deuxième mode de réalisation d'un appareil de vision 200 selon l'invention, qui ne diffère du dispositif des figures IB à 1D qu'en ce qu'il comporte en outre un élément de mesure de luminosité 230.
L'élément de mesure de luminosité 230 permet de réaliser une mesure relative à une luminosité ambiante de la scène environnante, dans le spectre visible. Il est configuré pour acquérir par exemple une mesure d'intensité lumineuse, ou d'éclairement lumineux. Il peut être formé par une simple photodiode sensible dans le visible, ou être formé par le dispositif de vision nocturne lui-même (voir figure 3).
L'élément de mesure de luminosité 230 est relié au dispositif de pilotage 250, pour lui fournir une mesure de luminosité ambiante. Le dispositif de pilotage 250 est configuré pour recevoir en entrée ladite mesure de luminosité ambiante, pour déterminer en réponse une consigne de pilotage qui dépend de ladite mesure de luminosité, et pour piloter l'ouverture ou la fermeture de l'obturateur 240 et de l'élément de commutation 260 à l'aide de ladite consigne de pilotage.
De manière avantageuse, le dispositif de pilotage 250 est apte à piloter des premiers cycles d'ouverture et fermeture de l'obturateur 240 et des seconds cycles d'ouverture et fermeture de l'élément de commutation 260 tels que décrits ci-dessus, et de sorte que chaque premier cycle présente un rapport cyclique qui augmente lorsque la valeur de la mesure de luminosité augmente, ledit rapport cyclique étant égal à la durée pendant laquelle l'obturateur 240 est en position ouverte durant ce cycle divisée par la durée totale dudit cycle.
Un tel pilotage de l'obturateur 240 permet de bloquer d'autant plus de lumière en provenance de la scène environnante que la luminosité ambiante est forte. On peut ainsi égaliser une quantité moyenne de lumière arrivant à l'utilisateur en provenance directe de la scène environnante, et une quantité moyenne de lumière arrivant à l'utilisateur en provenance du dispositif de vision nocturne. On garantit ainsi un rendu optimum de la vue en vision nocturne comme de la vue en vision directe. Ce pilotage permet également de bloquer d'autant plus les réflexions parasites liées à la lumière en provenance du dispositif de vision nocturne 210, que la luminosité ambiante est faible. On garantit ainsi une grande discrétion de l'appareil de vision 200, puisque la visibilité de ces réflexions parasites est fonction du contraste lumineux de ces dernières avec la scène environnante.
De préférence, les premiers et second cycles sont en opposition de phase totale. Ainsi, plus la luminosité ambiante est élevée, plus on privilégie la vision directe de la scène environnante, et plus la luminosité ambiante est faible, plus on privilégie la vision nocturne de la scène environnante. Les deux situations extrêmes correspondent à des rapports cycliques de 0 ou 1 (obturateur 240 continûment fermée et élément de commutation 260 continûment ouvert, ou inversement). La figure 3 illustre de façon schématique un troisième mode de réalisation d'un appareil de vision 300 selon l'invention, qui ne diffère du mode de réalisation illustré en figure 2 qu'en ce que le dispositif de vision nocturne 310 forme également l'élément de mesure de luminosité 330. Dans ce cas, le dispositif de vision nocturne 310 peut comporter un module de calcul d'une luminosité moyenne sur l'ensemble de la scène environnante, à partir de mesures fournies par chacun des pixels du dispositif de vision nocturne 310. En variante, une partie seulement d'une surface de détection du dispositif de vision nocturne 310 est utilisée pour former l'élément de mesure de luminosité 330.
La figure 4 illustre de façon schématique un quatrième mode de réalisation d'un appareil de vision 400 selon l'invention, qui ne diffère du mode de réalisation illustré en figure 2 qu'en ce que dispositif de pilotage 450 comporte en outre une mémoire 470, stockant une ou plusieurs valeurs seuils de luminosité. Ces une ou plusieurs valeurs seuils définissent ensemble au moins deux intervalles de valeurs de luminosité.
Le dispositif de pilotage 450 comporte également un comparateur 451, relié en entrée à la mémoire 470 et à l'élément de mesure de luminosité 430, et un module de traitement 452, relié à la sortie du comparateur 451.
Le comparateur 451 est configuré pour comparer une mesure de luminosité fournie par l'élément de mesure de luminosité 430 avec une ou plusieurs valeurs seuils stockées dans la mémoire 470, et pour en déduire un intervalle de valeurs de luminosité auquel appartient la mesure de luminosité. Cet intervalle est fourni au module de traitement 452.
Le module de traitement 452 est configuré pour associer chaque intervalle à un mode de fonctionnement prédéterminé de l'appareil de vision, et pour générer ensuite une commande de pilotage selon ledit mode de fonctionnement. Ladite commande de pilotage est fournie à l'obturateur 440 et à l'élément de commutation 460.
On peut définir par exemple les trois modes de fonctionnement ci-dessous :
- Lorsque la luminosité ambiante est élevée, supérieure à un premier seuil prédéterminé, l'obturateur 240 est continûment en position ouverte et l'élément de commutation 260 continûment en position fermée ; - Lorsque la luminosité ambiante est faible, inférieure à un second seuil prédéterminé lui-même inférieur au premier seuil, l'obturateur 240 est continûment en position fermée et l'élément de commutation 260 continûment en position ouverte ;
- Lorsque la luminosité ambiante est comprise entre ces deux seuils, l'obturateur 240 et l'élément de commutation 260 sont chacun alternativement en position ouverte et fermée, selon des cycles successifs tels que décrits ci-dessus, en opposition de phase totale ou partielle.
Ainsi, lorsque la luminosité ambiante ne justifie pas d'utiliser la vision nocturne, seule la vision directe de la scène est offerte à l'utilisateur. A l'inverse, lorsque la luminosité ambiante est très faible, seule la vision nocturne de la scène est offerte à l'utilisateur. Entre les deux, les deux visions sont combinées comme décrit ci-dessus.
On décrit enfin, en référence aux figures 5A et 5B, un cinquième mode de réalisation d'un appareil de vision 500 selon l'invention, et un exemple particulièrement complet de procédé mis en œuvre dans cet appareil de vision.
L'appareil de vision 500 comporte un dispositif de vision nocturne 510i tel que décrit ci-dessus, et un dispositif de vision en réalité augmentée 5102.
Le dispositif de vision en réalité augmentée 5102 est par exemple relié à des capteurs annexes, non représentés, et configuré pour générer et émettre des secondes images virtuelles comportant des indicateurs visuels représentatifs de mesures fournies par ces capteurs annexes. Il peut s'agir d'indicateurs de position, d'altitude, de vitesse, de cap, etc. Un tel dispositif peut également comporter au moins une caméra, relié à un moyen de traitement d'image pour identifier des objets d'intérêt sur des images acquises par l'au moins une caméra et générer en réponse des secondes images virtuelles dans laquelle ces objets d'intérêt sont mis en évidence. L'au moins une caméra peut comprendre une caméra thermique, une caméra de vision nocturne, et/ou une caméra sensible dans le visible, etc. Le dispositif peut comporter deux caméras, par exemple une caméra thermique et une caméra sensible dans le visible, et un module de traitement pour fusionner les images acquises par chacune de ces deux caméras. L'élément de déport 520 est apte à projeter en outre les secondes images virtuelles, dans le champ de vision de l'utilisateur.
Deux éléments de commutation 560i, 5602 sont disposés respectivement en sortie du dispositif de vision nocturne 510i et en sortie du dispositif de vision en réalité augmentée 5102. Chacun de ces éléments de commutation est tel que celui décrit ci- avant. En particulier, chacun de ces éléments de commutation 560i, 5602 peut être formé par un élément matériel de type écran à cristaux liquides, ou par un module de traitement de signal configuré pour piloter directement des instants d'émission d'une image virtuelle par le dispositif de vision nocturne 510i, respectivement le dispositif de vision en réalité augmentée 5102.
Le dispositif de pilotage 550 est similaire à celui de la figure 4, excepté qu'il pilote également l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation 5602, associé au dispositif de vision en réalité augmentée 5102.
La mémoire 570 stocke ici trois valeurs seuils de luminosité Vsl, Vs2, Vs3, où Vsl est strictement inférieure à Vs2 et Vs2 est strictement inférieure à Vs3. Ces trois valeurs définissent ensemble quatre intervalles de valeurs de luminosité :
- un intervalle de valeurs de luminosité ultra basses, dans lequel la luminosité est comprise entre la valeur nulle et Vsl (Vsl exclue),
- un intervalle de valeurs de luminosité basses, dans lequel la luminosité est comprise entre Vsl et Vs2 (Vs2 exclue),
- un intervalle de valeurs de luminosité hautes, dans lequel la luminosité est comprise entre Vs2 et Vs3 (Vs3 exclue), et
- un intervalle de valeurs de luminosité très hautes, dans lequel la luminosité est supérieure ou égale à Vs3.
On a par exemple :
- Vsl = 700 plux, l'intervalle de valeurs de luminosité ultra basses correspondant alors au niveau de nuit 5 ; et
- Vs2 = 15 mlux, l'intervalle de valeurs de luminosité basses correspondant alors aux niveaux de nuit 3 et 4. Dans une première étape 51, l'élément de mesure de luminosité 530 acquiert une mesure de luminosité ambiante, et envoie cette mesure Lm au comparateur 551 du dispositif de pilotage.
A l'étape 52, le comparateur 551 compare la mesure Lm avec la plus petite valeur seuil Vsl.
Si Lm est strictement inférieure à Vsl, le comparateur en déduit que la valeur Lm est située dans l'intervalle de valeurs de luminosité ultra basses. Dans le mode de fonctionnement associé, le dispositif de pilotage 550 pilote l'obturateur 540 et les éléments de commutation 560i, 5602 de manière à maintenir l'obturateur 540 constamment en position fermée et les éléments de commutation 560i, 5602 constamment en position ouverte (étape 53). On assure ainsi une grande discrétion de l'appareil de vision selon l'invention. L'absence de vision directe de la scène environnante n'est pas préjudiciable, puisque cette scène est trop peu éclairée pour offrir à l'utilisateur une vision directe satisfaisante. Le cas échéant, on peut adapter des paramètres de contraste et/ou de luminosité en sortie de chacun des dispositifs d'imagerie 510i, 5102, pour offrir le meilleur confort visuel à l'utilisateur. En variante, l'élément de commutation 5602 en sortie du dispositif de vision en réalité augmentée 5102 peut être maintenu en position fermée.
Si Lm est supérieure ou égale à Vsl, le comparateur compare, dans une étape 54, la valeur de luminosité Lm avec la valeur seuil Vs2.
Si Lm est strictement inférieure à Vs2, le comparateur en déduit que la valeur Lm est située dans l'intervalle de valeurs de luminosité basses. Dans le mode de fonctionnement associé, le dispositif de pilotage 550 pilote l'obturateur 540 et l'élément de commutation 560i, selon des cycles successifs d'ouverture et de fermeture tels que décrits ci-avant, de préférence en opposition de phase totale. De préférence, le dispositif de pilotage 550 pilote l'élément de commutation 5602 de la même manière que l'élément de commutation 560i. Comme expliqué ci-avant, on assure ainsi une grande discrétion de l'appareil de vision selon l'invention tout en offrant à l'utilisateur une vision directe de la scène environnante, en plus de la vision des images virtuelle. Si Lm est supérieure ou égale à Vs2, le comparateur compare, dans une étape 56, la valeur de luminosité Lm avec la valeur seuil Vs3.
Si Lm est strictement inférieure à Vs3, le comparateur en déduit que la valeur Lm est située dans l'intervalle de valeurs de luminosité hautes. Dans le mode de fonctionnement associé, le dispositif de pilotage 550 pilote l'obturateur 540 de manière à le maintenir constamment en position ouverte (étape 57). De préférence, il pilote l'élément de commutation 560i associé au dispositif de vision nocturne, de manière à le maintenir constamment en position fermée. En effet, dans ces conditions de luminosité, la vision nocturne ne présente pas d'intérêt pour l'utilisateur. De préférence, il pilote l'élément de commutation 5602 associé au dispositif de vision en réalité augmentée, de manière à le maintenir constamment en position ouverte. On offre ainsi une vision directe de la scène environnante, enrichie par des informations provenant de capteurs annexes, selon le principe de la vision en réalité augmentée. Le cas échéant, on peut adapter des paramètres de contraste et/ou d'intensité lumineuse de l'image virtuelle fournie par le dispositif de vision en réalité augmentée, pour offrir le meilleur confort visuel à l'utilisateur.
Si Lm est supérieure ou égale à Vs3, le comparateur en déduit que la valeur Lm est située dans l'intervalle de valeurs de luminosité très hautes. Dans le mode de fonctionnement associé, le dispositif de pilotage 550 pilote l'ouverture et la fermeture de l'obturateur 540 selon des cycles successifs d'ouverture et de fermeture, pour limiter un éblouissement de l'utilisateur par la lumière ambiante (étape 58). De préférence, il pilote l'élément de commutation 560i associé au dispositif de vision nocturne, de manière à le maintenir constamment en position fermée. En effet, dans ces conditions de luminosité, la vision nocturne ne présente pas d'intérêt pour l'utilisateur. De préférence, il pilote l'élément de commutation 5602 associé au dispositif de vision en réalité augmentée, de manière à le maintenir constamment en position ouverte, ou selon des cycles successifs d'ouverture et de fermeture permettant que l'élément de commutation 5602 se trouve en position ouverte pendant au moins une partie d'un intervalle de temps durant lequel l'obturateur 540 est en position fermée. On améliore ainsi la visibilité de l'image virtuelle projetée à l'utilisateur, en réduisant la quantité de lumière parvenant jusqu'à l'œil de l'utilisateur, lorsque l'image virtuelle est projetée dans son champ de vision.
Avantageusement, le dispositif de pilotage 550 peut basculer sur le mode de fonctionnement associé à l'intervalle de valeurs de luminosité ultra basses, lorsque la charge d'une batterie de l'appareil de vision 500 passe sous un seuil prédéterminé. On limite ainsi au maximum la consommation énergétique de l'appareil de vision 500.
De nombreuses variantes de ce procédé peuvent être mises en œuvre, selon que l'appareil de vision comporte ou non un dispositif de vision en réalité augmentée, avec ou sans élément de commutation associé.
Selon d'autres variantes encore, le procédé ne comporte pas tous les modes de fonctionnement décrits ci-dessus.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus, et de nombreuses variantes d'appareils de vision et de procédés associés peuvent être mis en œuvre, sans sortir du cadre de l'invention.
Par exemple, dans chacun des exemples représentés, le dispositif de vision nocturne et l'obturateur se trouvent d'un même côté de l'élément de déport, du côté opposé à l'œil, en utilisation. En variante, l'élément de déport peut être partiellement réfléchissant, avec l'élément de déport disposé entre le dispositif de vision nocturne et l'obturateur.
Selon d'autres variantes encore, l'appareil de vision selon l'invention ne comporte pas d'écran de type verre de lunette, écran de masque ou visière de casque.
Dans chacun des modes de réalisation dans lesquels le dispositif de pilotage est relié à un élément de mesure de luminosité, le dispositif de pilotage peut être muni d'un commutateur, pour basculer d'un pilotage automatique en fonction d'une mesure de luminosité fournie par l'élément de mesure de luminosité, à un pilotage manuel en fonction d'une consigne fournie par un utilisateur via une interface homme-machine. Selon d'autres variantes encore, le dispositif de pilotage n'est pas relié à un élément de mesure de luminosité, et comporte une interface homme-machine pour un pilotage manuel uniquement, en particulier un pilotage d'une variation de rapport cyclique associé à des cycles d'ouverture et fermeture de l'obturateur et/ou à des cycles d'ouverture et fermeture de l'élément de commutation.
L'appareil de vision peut comporter un ou deux ensembles, comportant chacun un dispositif de vision nocturne, un élément de déport, un obturateur, et un élément de commutation, et affectés chacun à l'un des deux yeux de l'utilisateur. Des cycles respectifs d'ouverture et fermeture de l'obturateur et de l'élément de commutation peuvent être décalés dans le temps, pour chacun des deux ensembles. Cela permet de réduire des artefacts de mouvements ou autres inconvénients susceptibles de nuire au confort de l'utilisateur. Le cas échéant, les obturateurs associés chacun à l'un des deux yeux peuvent être formés ensemble d'un seul tenant. De même, les éléments de commutation associés chacun à l'un des deux yeux peuvent être formés ensemble d'un seul tenant. Selon d'autres variantes encore, un unique ensemble comprenant un dispositif de vision nocturne, un élément de déport, un obturateur, et un élément de commutation, peut être affecté aux deux yeux de l'utilisateur.
On peut adapter une intensité lumineuse en sortie du dispositif de vision nocturne selon l'invention en fonction d'un rapport cyclique de l'élément de commutation correspondant, pour compenser une perte de luminosité liée à l'extinction partielle de la sortie du dispositif de vision nocturne. On peut également adapter une intensité lumineuse en sortie du dispositif de vision nocturne en fonction d'une luminosité ambiante, pour améliorer la visibilité des images virtuelles projetées à l'utilisateur. On peut notamment ajuster un gain d'un tube intensificateur, ou une luminosité d'un écran d'affichage.
Le cas échéant, l'obturateur peut être segmenté spatialement en plusieurs zones, pour bloquer localement la lumière en fonction d'une répartition spatiale de luminosité fournie par exemple par le dispositif de vision nocturne. On peut ainsi filtrer les sources de lumière intense gênante ou fatigante de l'environnement présente dans le champ de vision pouvant interférer avec les images virtuelle.
Lorsque l'appareil de vision selon l'invention comporte à la fois un dispositif de vision nocturne et un dispositif de vision en réalité augmentée, associés au même œil de l'utilisateur, ces deux dispositifs sont avantageusement associés à un même élément de déport. Pour autant, on pourrait avoir un élément de déport respectif pour chacun d'eux. Un élément de commutation respectif peut être affecté à chacun de ces deux dispositifs. En variante, un même élément de commutation est associé à ces deux dispositifs. De préférence, un même obturateur est affecté à chacun des deux dispositifs.

Claims

Revendications
1. Appareil de vision (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) destiné à être monté sur la tête d'un utilisateur (100), comprenant :
- un dispositif de vision nocturne (110 ; 310 ; 510i), configuré pour former des images intensifiées et/ou infrarouges d'une scène environnante, nommées premières images virtuelles ; et
- un élément de déport (120 ; 520), au moins partiellement transparent, et configuré pour, en utilisation, être positionné devant un œil de l'utilisateur et projeter lesdites premières images virtuelles dans le champ de vision de l'utilisateur ;
- un obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540) pour laisser passer plus ou moins de lumière entre la scène environnante et l'œil de l'utilisateur, positionné de sorte qu'en utilisation l'élément de déport se trouve entre l'obturateur et l'œil de l'utilisateur, et apte à prendre une position ouverte dans laquelle il présente un premier taux de transmission et une position fermée dans laquelle il présente un second taux de transmission, inférieur au premier taux de transmission ;
- un élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i), apte à prendre une position ouverte dans laquelle il autorise l'émission des premières images virtuelles par le dispositif de vision nocturne ou leur transfert depuis le dispositif de vision nocturne vers l'élément de déport, et une position formée dans laquelle il bloque ladite émission ou ledit transfert ; et
- un dispositif de pilotage (150 ; 250 ; 450 ; 550), configuré pour piloter l'ouverture et la fermeture de l'obturateur ainsi que l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation;
caractérisé en ce que le dispositif de pilotage (150 ; 250 ; 450 ; 550) présente un mode de fonctionnement dans lequel il est configuré pour :
- piloter des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540) ; et
- piloter des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i) ;
où à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540) est fermé pendant tout ou partie de la période de temps durant laquelle l'élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i) est ouvert, et inversement.
2. Appareil de vision (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage (150 ; 250 ; 450 ; 550) présente un mode de fonctionnement dans lequel il est configuré pour piloter l'ouverture et la fermeture de l'obturateur ainsi que l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation de sorte qu'à chaque premier cycle et chaque second cycle l'obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540) soit fermé pendant tout le temps où l'élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i) est ouvert, et inversement.
3. Appareil de vision (200 ; 300 ; 400 ; 500) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un élément de mesure de luminosité (230 ; 330 ; 430 ; 530), pour acquérir une mesure de luminosité dans un environnement externe de l'appareil de vision, et en ce que le dispositif de pilotage (250 ; 450 ; 550) présente un mode de fonctionnement dans lequel il est configuré pour recevoir en entrée une mesure de luminosité acquise par l'élément de mesure de luminosité, et pour piloter l'ouverture et la fermeture de l'obturateur ainsi que l'ouverture et la fermeture de l'élément de commutation en fonction de ladite mesure de luminosité.
4. Appareil de vision (200 ; 300 ; 400 ; 500) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage (250 ; 450 ; 550) présente un mode de fonctionnement dans lequel il est configuré pour :
- piloter des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur (240 ; 440 ; 540) ; et
- piloter des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation (260 ; 460 ; 560i) ;
où à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur (240 ; 440 ; 540) est fermé pendant tout ou partie de la période de temps durant laquelle l'élément de commutation (260 ; 460 ; 560i) est ouvert, et inversement ;
et où chaque premier cycle présente un rapport cyclique qui augmente lorsque la valeur de la mesure de luminosité augmente, ledit rapport cyclique étant égal à la durée pendant laquelle l'obturateur (240 ; 440 ; 540) est en position ouverte durant ce cycle divisée par la durée totale dudit cycle.
5. Appareil de vision (400 ; 500) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le dispositif de pilotage comprend en outre :
- une mémoire (470 ; 670), stockant une pluralité de valeurs de seuil ; et
- un comparateur (451 ; 551), configuré pour comparer la mesure de luminosité avec l'une au moins parmi lesdites valeurs de seuil ;
et en ce que le dispositif de pilotage (450 ; 550) est configuré pour fonctionner selon l'un parmi une pluralité de modes de fonctionnement prédéterminés, en fonction d'au moins un résultat de comparaison fourni par le comparateur (451 ; 551), avec les modes de fonctionnement qui diffèrent par des règles correspondantes de pilotage de l'obturateur (440 ; 540) et de l'élément de commutation (460 ; 560i).
6. Appareil de vision (200 ; 400 ; 500) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément de mesure de luminosité (230 ; 430 ; 530) comprend un capteur de lumière distinct du dispositif de vision nocturne (210 ; 410 ; 510i).
7. Appareil de vision (300) selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que l'élément de mesure de luminosité (330) est formé par une partie au moins du dispositif de vision nocturne (310).
8. Appareil de vision (500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que qu'il comprend en outre un dispositif de vision en réalité augmentée (5102) configuré pour générer des images nommées secondes images virtuelles, et en ce que l'élément de déport (520) est configuré pour projeter en outre lesdites secondes images virtuelles dans le champ de vision de l'utilisateur.
9. Procédé mis en œuvre dans un appareil de vision (100 ; 200 ; 300 ; 400 ; 500) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- ouvertures et fermetures de l'obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540), pilotées par le dispositif de pilotage, et selon des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur ; et
- ouvertures et fermetures de l'élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i), pilotées par le dispositif de pilotage, et selon des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation ;
où à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540) est fermé pendant tout ou partie de la période de temps durant laquelle l'élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i) est ouvert, et inversement.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdites étapes d'ouvertures et fermetures de l'obturateur (240 ; 440 ; 640), et d'ouverture et fermetures de l'élément de commutation (260 ; 360 ; 460 ; 610i, 6602), sont mises en œuvre de sorte que l'obturateur (140 ; 240 ; 440 ; 540) soit en position fermée pendant tout le temps où l'élément de commutation (160 ; 260 ; 460 ; 560i) est en position ouverte, et inversement.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il est mis en œuvre dans un appareil de vision (200 ; 300 ; 400 ; 500) qui comporte en outre un élément de mesure de luminosité (230 ; 330 ; 430 ; 530), et en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- acquisition, par l'élément de mesure de luminosité (230 ; 330 ; 430 ; 530), d'une mesure de luminosité dans un environnement externe de l'appareil de vision ;
- réception de ladite mesure de luminosité par le dispositif de pilotage (250 ; 450 ; 550) ; et
- ouverture ou fermeture de l'obturateur (240 ; 440 ; 540), et ouverture ou fermeture de l'élément de commutation (260 ; 460 ; 560i), pilotées par le dispositif de pilotage en fonction de ladite mesure de luminosité.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
- ouvertures et fermetures de l'obturateur (240 ; 440 ; 540), pilotées par le dispositif de pilotage, et selon des premiers cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'obturateur ; et
- ouvertures et fermetures de l'élément de commutation (260 ; 460 ; 510i), pilotées par le dispositif de pilotage, et selon des seconds cycles successifs d'ouverture et de fermeture de l'élément de commutation ;
où à chaque premier cycle et chaque second cycle, l'obturateur (240 ; 440 ; 540) est fermé pendant tout ou partie de la période de temps durant laquelle l'élément de commutation (260 ; 460 ; 560i) est ouvert, et inversement ;
et où chaque premier cycle présente un rapport cyclique qui augmente lorsque la valeur de la mesure de luminosité augmente, ledit rapport cyclique étant égal à la durée pendant laquelle l'obturateur (240 ; 440 ; 540) est en position ouverte durant ce cycle divisée par la durée totale dudit cycle.
13. Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- comparaison de la mesure de luminosité (Lm) acquise par l'élément de mesure de luminosité (430 ; 530) avec une valeur de seuil dite ultra basse (Vsl) ;
- lorsque ladite mesure de luminosité (Lm) est inférieure à la valeur de seuil ultra basse (Vsl), maintien de l'obturateur (440 ; 540) en position fermée et maintien de l'élément de commutation (560i) en position ouverte, pilotés par le dispositif de pilotage (450 ; 550).
PCT/FR2020/051056 2019-06-20 2020-06-18 Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante WO2020254765A1 (fr)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021575376A JP2022536961A (ja) 2019-06-20 2020-06-18 周囲シーンの暗視および直視を提供する視覚装置
AU2020298122A AU2020298122A1 (en) 2019-06-20 2020-06-18 Vision apparatus providing night vision and direct vision of a surrounding scene
BR112021025485A BR112021025485A2 (pt) 2019-06-20 2020-06-18 Aparelho de visão e método implementado em um aparelho de visão
CN202080045109.0A CN113994300A (zh) 2019-06-20 2020-06-18 提供周围场景的夜间视觉和直接视觉的视觉设备
EP20785774.9A EP3973343A1 (fr) 2019-06-20 2020-06-18 Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante
CA3143860A CA3143860A1 (fr) 2019-06-20 2020-06-18 Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scene environnante
KR1020227001836A KR20220024709A (ko) 2019-06-20 2020-06-18 주변 장면의 야간 비전 및 직접적인 비전을 제공하는 비전 장치
US17/596,780 US11768381B2 (en) 2019-06-20 2020-06-18 Vision apparatus offering night vision and direct vision of a surrounding scene
IL289025A IL289025A (en) 2019-06-20 2021-12-15 A vision device that offers night vision and direct vision of a comprehensive scene

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1906602A FR3097658B1 (fr) 2019-06-20 2019-06-20 Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante
FRFR1906602 2019-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020254765A1 true WO2020254765A1 (fr) 2020-12-24

Family

ID=68343024

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2020/051056 WO2020254765A1 (fr) 2019-06-20 2020-06-18 Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante

Country Status (12)

Country Link
US (1) US11768381B2 (fr)
EP (1) EP3973343A1 (fr)
JP (1) JP2022536961A (fr)
KR (1) KR20220024709A (fr)
CN (1) CN113994300A (fr)
AU (1) AU2020298122A1 (fr)
BR (1) BR112021025485A2 (fr)
CA (1) CA3143860A1 (fr)
FR (1) FR3097658B1 (fr)
IL (1) IL289025A (fr)
TW (1) TW202104978A (fr)
WO (1) WO2020254765A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3119486B1 (fr) * 2021-02-02 2023-03-31 Photonis France Dispositif intensificateur d’image avec alimentation déportée.

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110240834A1 (en) * 2009-10-06 2011-10-06 Thales Vision Equipment Comprising an Optical Strip with a Controlled Coefficient of Light Transmission
US20110254855A1 (en) * 2008-12-19 2011-10-20 Bae Systems Plc Display system
US20120242724A1 (en) * 2010-10-04 2012-09-27 Akira Kurozuka Transmissive display apparatus, mobile object and control apparatus
US20160217327A1 (en) * 2010-02-28 2016-07-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Method and apparatus for biometric data capture

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6088165A (en) * 1999-04-28 2000-07-11 Itt Manufacturing Enterprises Enhanced night vision device
US8431881B2 (en) * 2000-09-15 2013-04-30 Kollsman, Inc. Night vision goggles with pellicle
US7307793B2 (en) * 2004-07-02 2007-12-11 Insight Technology, Inc. Fusion night vision system
WO2007002507A2 (fr) * 2005-06-23 2007-01-04 Norotos, Inc. Support monorail pour lunette de vision nocturne amelioree
FR2903786B1 (fr) * 2006-07-11 2008-09-05 Thales Sa Systeme de visualisation de casque a modules optiques interchangeables
FR2916863B1 (fr) * 2007-05-29 2009-08-14 Sagem Defense Securite Jumelle bioculaire de vision nocturne
US8735817B2 (en) * 2011-06-09 2014-05-27 Exelis, Inc. Clip-on target designation sensor to night vision goggles
US10331207B1 (en) * 2013-03-15 2019-06-25 John Castle Simmons Light management for image and data control
US9243870B2 (en) * 2013-05-23 2016-01-26 Wilcox Industries Corp. Mounting apparatus for night vision system
WO2014204361A1 (fr) * 2013-06-17 2014-12-24 Saab Ab Affichage à tête haute pour des lunettes de vision nocturne
US10582133B1 (en) * 2014-12-09 2020-03-03 Maranon, Inc. Optical assembly for superimposing images from two or more sources
US10416436B2 (en) * 2016-04-11 2019-09-17 Dante Duby Advancements in reflective monocular, binocular, and night vision applications including multi-wave
US10805600B2 (en) * 2016-07-29 2020-10-13 Applied Minds, Llc Methods and associated devices and systems for enhanced 2D and 3D vision

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110254855A1 (en) * 2008-12-19 2011-10-20 Bae Systems Plc Display system
US20110240834A1 (en) * 2009-10-06 2011-10-06 Thales Vision Equipment Comprising an Optical Strip with a Controlled Coefficient of Light Transmission
US20160217327A1 (en) * 2010-02-28 2016-07-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Method and apparatus for biometric data capture
US20120242724A1 (en) * 2010-10-04 2012-09-27 Akira Kurozuka Transmissive display apparatus, mobile object and control apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US20220317450A1 (en) 2022-10-06
IL289025A (en) 2022-02-01
US11768381B2 (en) 2023-09-26
CA3143860A1 (fr) 2020-12-24
EP3973343A1 (fr) 2022-03-30
FR3097658B1 (fr) 2022-07-08
FR3097658A1 (fr) 2020-12-25
AU2020298122A1 (en) 2022-01-27
JP2022536961A (ja) 2022-08-22
CN113994300A (zh) 2022-01-28
KR20220024709A (ko) 2022-03-03
BR112021025485A2 (pt) 2022-02-01
TW202104978A (zh) 2021-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR3024580B1 (fr) Dispositif d'affichage pour un systeme d'affichage de champ de vision et son procede de gestion
FR2977028A1 (fr) Cockpit pour aeronef muni d'affichages visuels
EP2248338A1 (fr) Dispositif optique mixte d'imagerie multi-focale et de calibration ir
EP3973343A1 (fr) Appareil de vision offrant une vision nocturne et une vision directe d'une scène environnante
WO2008081131A2 (fr) Dispositif pour permettre une communication par visioconference et procede de communication associe
FR2988334A1 (fr) Procede et dispositif d'aide a la conduite diurne des vehicules automobiles
EP1351498A2 (fr) Procédé de traitement en temps réel d'un signal représentatif d'une image
WO2015044143A1 (fr) Lunettes à affichage de données munies d'un écran anti-éblouissement
WO2014083103A1 (fr) Dispositif de visualisation comprenant un ecran de visualisation a transparence controlee
EP3002620B1 (fr) Procede de realisation d'un systeme de captation d'images a bas niveau de lumiere et systeme de captation d'images a bas niveau de lumiere associe
EP1618428A1 (fr) Dispositif d aide a la conduite
WO2005069605A1 (fr) Equipement, procede et accessoire anti-eblouissement, systeme d’imagerie à dynamique lumineuse augmentee
WO2021005309A1 (fr) Appareil de vision nocturne de type numerique avec vitesse d'acquisition d'image ajustable
EP1383316A1 (fr) Imageur optique non refroidi
EP3928154B1 (fr) Afficheur tete haute comprenant un dispositif d'affichage avec protection contre une surchauffe de l'ecran
FR3071070B1 (fr) Systeme de vision tete haute avec detection de surchauffe solaire.
US20230324686A1 (en) Adaptive control of optical transmission
FR3134212A1 (fr) Procede de comptage de personnes et de determination de leur position dans un espace
EP0610635B1 (fr) Dispositif optique de calibration pour caméra thermique
WO2011066889A1 (fr) Dispositif d'affichage, notamment pour vehicule automobile, et procede d'affichage
WO2024074582A1 (fr) Système de désignation comprenant un appareil de suivi d'une désignation d'au moins une cible
FR2906076A1 (fr) Dispositif pour le controle spatial de la sensibilite des intensificateurs d'image lumineuse.
WO2023057635A1 (fr) Dispositif d'imagerie infrarouge
FR2695217A1 (fr) Appareil d'émission de lumière d'appoint.
FR3082032A1 (fr) Dispositif de surveillance d'un conducteur et systeme embarque associe

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20785774

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 3143860

Country of ref document: CA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021575376

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112021025485

Country of ref document: BR

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20227001836

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020785774

Country of ref document: EP

Effective date: 20211220

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2020298122

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20200618

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112021025485

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20211216